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石油化工裝置中自力式蒸汽減壓閥案例
具有動作靈敏，密封性好，壓力設(shè)定點波動小等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于氣體、液體及蒸汽介質(zhì)減壓穩(wěn)壓或泄漏穩(wěn)壓的自動控制。在調(diào)節(jié)閥中溫度調(diào)節(jié)閥是根據(jù)液體的不可壓縮和熱脹冷縮原理進行工作的。閥芯部件在彈簧力的作用下使閥門打開，增加蒸汽和熱油等加熱介質(zhì)的流量，使被控對象溫度上升，直到被控對象溫度到了設(shè)定值時，閥關(guān)閉，閥關(guān)閉后，被控對象溫度下降，閥又打開，加熱介質(zhì)又進入熱交換器，又使溫度上升，這樣使被控對象溫度為恒定值。冷卻型自力式溫度調(diào)節(jié)閥在工作時一般是加熱用自力式溫度調(diào)節(jié)閥，只是當(dāng)閥芯部件在執(zhí)行器與彈簧力作用下打開和關(guān)閉與溫關(guān)閥相反，閥體內(nèi)通過冷介質(zhì)，通常主要應(yīng)用于冷卻裝置中的溫度控制。被控介質(zhì)輸入閥后，閥前壓力P1通過控制管線輸入下膜室，經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后的壓力Ps輸入上膜室，P1與Ps的差即△Ps=P1-Ps 稱為有效壓力。在使用自力式壓力調(diào)節(jié)閥的時候我們有時候可以先緩慢開啟閥前后截止閥之后，然后再慢慢擰松排氣塞，直至氣體或液體從執(zhí)行機構(gòu)溢出為止，*后重新擰緊排氣塞，調(diào)節(jié)閥即可工作。所需壓力值的大小可通過壓力調(diào)節(jié)盤的調(diào)整而得到，調(diào)整時，注意觀察壓力標(biāo)示值，動作緩慢，不得使閥桿跟著轉(zhuǎn)動，自力式壓力調(diào)節(jié)閥一旦投入運行之后維護工作幾乎很少，一般我們平時只要多去觀察一下前后閥門的壓力示值是否符合工藝所需正常要求就可以了，此外我們還需要觀察填料函與執(zhí)行機構(gòu)是否滲漏，如果是有滲漏，我需要更換或擰緊膜片以及填料。
可以說當(dāng)前工業(yè)閥門制造行業(yè)中閥門的種類雖然繁多但市場上有不少都能夠見到自力式的控制類閥門，例如自力式蒸汽調(diào)節(jié)閥為自力式閥門的一種，蒸汽是閥門至關(guān)重要的一個要素，這是采用控制閥體內(nèi)的啟閉件的開度來調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量，將介質(zhì)的壓力降低，同時借助閥后壓力的作用調(diào)節(jié)啟閉件的開度來達到功效的一種閥門產(chǎn)品，主要的作用是為了將流經(jīng)閥門的介質(zhì)進行減壓，普通調(diào)節(jié)閥的原理其實主要是靠閥內(nèi)流道對水流的局部阻力降低水壓，水壓降的范圍由連接閥瓣的薄膜或活塞兩側(cè)的進出口水壓差自動調(diào)節(jié)。
蒸汽管道是石油化工生產(chǎn)的重要裝置，不僅關(guān)系到石油化工的安全生產(chǎn)，而且對提高化工產(chǎn)品的質(zhì)量有著重要影響。因此，蒸汽管道配管的設(shè)計十分關(guān)鍵，在石油化工工藝設(shè)計過程中，掌握蒸汽管道配管設(shè)計的要點能夠有效地提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
石油化工裝置中自力式蒸汽減壓閥案例蒸汽管道中的設(shè)計
蒸汽管道作為石油化工工藝中的重要公用管道，不僅要考慮管道的經(jīng)濟性和美觀性，必須充分滿足蒸汽管道的設(shè)計要求，保證石油化工工程的安全運行。在石油化工工藝裝置蒸汽管道配管的設(shè)計過程中，包括對蒸汽管道中的配管裝置、排液設(shè)施以及蒸汽支管進行合理設(shè)計。
管廊上的蒸汽管道的設(shè)計
蒸汽管道分為四種形式，分別是4MPa 的較大壓力蒸汽管道、13MPa 的超高壓力蒸汽管道、1.6MPa 的中等壓力蒸汽管道和0.4MPa 的低級壓力蒸汽管道。針對不同壓力等級的蒸汽管道模式，采取不同的蒸汽管道的布置方式。在進行蒸汽管道設(shè)計時，由于管道內(nèi)的溫度較高，最好把蒸汽管道設(shè)置在靠近管廊的一側(cè)，這樣有利于對“Π"型補償器的布置。
蒸汽管道排液設(shè)施的設(shè)計
在石油化工生產(chǎn)過程中，蒸汽管道產(chǎn)生大量高溫蒸汽，在暖管或開車階段會發(fā)生凝液。因此，在管道的一側(cè)應(yīng)設(shè)置排液裝置。蒸汽凝液在管道內(nèi)流動過程中，由于壓力的降低會再次產(chǎn)生蒸汽，形成汽液混流，如果排液設(shè)施沒有進行及時排液，有可能會導(dǎo)致管道裂縫。因此，蒸汽管道內(nèi)的排液設(shè)計是十分重要的。在排液設(shè)施布置時，應(yīng)鋪設(shè)在管廊上，有利于凝液的排出，保證生產(chǎn)的安全。
減壓閥 | 自力式蒸汽減壓閥ZZYP-16B PN16 DN20 介質(zhì)：蒸汽 進口壓力 0.6-0.7MPA,出口壓力0.3MPA | 臺 | 1 |
蒸汽管道中蒸汽支管的設(shè)計
蒸汽支管是從蒸汽主管的最上端引出的，為了操作方便，設(shè)計過程中，應(yīng)在蒸汽支管的合適位置設(shè)置切斷閥，一般是布置在蒸汽主管的水平管道上。在蒸汽支管的點、減壓閥和調(diào)節(jié)閥之間、蒸汽分水器的點等需要設(shè)置經(jīng)常輸水設(shè)施和管道排液設(shè)施，確保高溫蒸汽產(chǎn)生的凝液可以正常排出。
蒸汽管道配管的設(shè)計要點
蒸汽管道配管的合理設(shè)計是提高石油化工安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益的關(guān)鍵因素，在管道配管設(shè)計的過程中，把握各個裝置的設(shè)計要點，提高裝置的安全質(zhì)量。
管廊上的蒸汽管道的設(shè)計要點
在設(shè)計管廊上的蒸汽管道時，應(yīng)結(jié)合蒸汽管道的實際情況進行管道的設(shè)計，并且注意以下幾點。第一，“Π"型補償器在蒸汽管道內(nèi)的位置要經(jīng)過精確的分析計算后，合理規(guī)劃布置。比如，4MPa 的高壓蒸汽管道內(nèi)的補償器之間的距離是75 米，1.6MPa 的中等壓力蒸汽管道內(nèi)的補償器之間的距離是100 米，而13MPa 的超高壓蒸汽管道內(nèi)的補償器之間的距離是50 米。第二，蒸汽管道最好設(shè)置在管廊的上層位置，比如，第四層，如果設(shè)置在下層位置，保證不能接觸低溫管道和其他公用管道，保溫后的最短距離應(yīng)在0.5 米以上。第三，電氣設(shè)備和儀表線路應(yīng)設(shè)置在蒸汽管道的同層位置或上層位置，以保證生產(chǎn)的正常。
既節(jié)能又環(huán)保，使用方便，安裝完畢后設(shè)定好壓力值即可投入自動運行，所以在對控制精度要求不高，又缺乏電源、氣源的場合，得到了越來越廣泛的使用。 不過，這種閥門也需正確選型和正確安裝、使用，才能保證投入運行后不出現(xiàn)什么問題。選型方面就不用多說了，比如調(diào)節(jié)閥是用來控制閥前壓力還是閥后壓力，介質(zhì)是常溫還是高溫，有無腐蝕性，最高工作壓力等等，一定要事先搞清楚，我們主要談?wù)劙惭b使用方面的問題。因為我最近碰到一例自力式壓力調(diào)節(jié)閥的使用方面出現(xiàn)的問題，很有代表性。
石油化工裝置中自力式蒸汽減壓閥案例自力式蒸汽調(diào)節(jié)閥特征
1、節(jié)能環(huán)保，無需外加能源即能實現(xiàn)自動控制，有利于企業(yè)節(jié)約成本
2、閥門主體結(jié)構(gòu)中，信號和推動的部件與主閥相互密封隔開，不會象其他控制方式那樣因閥內(nèi)部零件移損而出現(xiàn)滴、冒、漏現(xiàn)象。
3、把各控制要素如信號采測、放大、反饋、控制、執(zhí)行集為一體，并在運行時巧妙地運用流體力學(xué)和氣動原理，整個控制過程在一個閥體內(nèi)全部完成，盡管結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，但十分可靠。
4、不需要用電和氣等輔助能源，依靠管道內(nèi)被控介質(zhì)的自身壓力進行控制，結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、***運行成本低，特別適合在鋼管密布或潮濕的環(huán)境中應(yīng)用，而采用其他方式一般都需要用電或壓縮空氣作動力，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，給安裝和使用帶來很大不便，而且投入大、可靠性差。
石油化工裝置中自力式蒸汽減壓閥案例產(chǎn)品型號
類別 | 型號 | 類別 | 型號 |
單座壓閉型 | ZZYP-16～64B | 單座壓閉型 | ZZYP-16～64K |
雙座壓閉型 | ZZYN-16～64B | 雙座壓閉型 | ZZYN-16～64K |
套筒壓閉型 | ZZYM-16～64B | 套筒壓閉型 | ZZYM-16～64K |
注：1.自力式壓力調(diào)節(jié)閥壓閉型用于閥后壓力調(diào)節(jié)，當(dāng)閥后壓力升高，閥門關(guān)閉，以達到減壓，穩(wěn)壓的目的。
2.壓開型用于閥后壓力調(diào)節(jié)，當(dāng)閥后壓力升高，閥門打開，以達到泄壓，穩(wěn)壓的目的。
公稱通徑DN(mm) | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | |||
閥座直徑DN(mm) | 10 | 12 | 15 | 20 | ||||||||||
額定流量系數(shù)Kv | 1.8 | 2.4 | 4.4 | 4 | 11 | 20 | 30 | 48 | 75 | 120 | 190 | 300 | 480 | 760 |
允許壓差(MPa) | 2.5 | 2.0 | 1.6 | 1.0 | ||||||||||
公稱壓力(MPa) | 1.6 4.0 6.4 | |||||||||||||
固有流量特性 | 快開 | |||||||||||||
保證調(diào)壓閥正常工作 的**小壓差P(MPa) | 0.05 | |||||||||||||
壓力分段范圍 (KPa) | 15～50 40～80 60～100 80～140 120～80 160～220 200～260 240～300 280～350 330～400 380～450 430～500 480～560 540～620 600～700 680～800 780～900 800～1000 900～2000 | |||||||||||||
工作溫度℃ | 液體≤140;氣體≤80；配冷凝器和散熱片≤350 | |||||||||||||
適合介質(zhì) | 氣體、蒸汽、低粘度液體 | |||||||||||||
法蘭尺寸、型式 | PN10、16、40GB9113-88、PN64JB/T7-94；PN10，16凸式，PN40，64凹式 或根據(jù)用戶要求選配其它標(biāo)準(zhǔn)型式的法蘭(如：ANSI、JIS、DIN等標(biāo)準(zhǔn)) | |||||||||||||
結(jié)構(gòu)長度 | 按GB12221-89標(biāo)準(zhǔn) | |||||||||||||
可配附件 | 冷凝器(用于介質(zhì)為蒸汽的場合)、散熱片等。 | |||||||||||||
執(zhí)行機構(gòu)信號接口 | 內(nèi)螺紋M16×1.5 | |||||||||||||
注：自力式壓力調(diào)節(jié)閥壓力分段范圍可根據(jù)用戶要求進行設(shè)計。
控制精度％ | ±8 | |||||||||||
允許泄 漏量 | 硬密封(L/H) | 單座(Ⅳ級)：≤10-4閥額定容量：雙座、套筒(Ⅱ級)、≤5×10-3×閥額定容量 | ||||||||||
軟密封(ml/min) | DN(mm) | |||||||||||
20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | ||
0.15 | 0.3 | 0.45 | 0.6 | 0.9 | 1.7 | 4.0 | 6.75 | |||||
蒸汽壓力控制閥 外形尺寸及重量
公稱通徑DN(mm) | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | |||
閥座直徑DN(mm) | 10 | 12 | 15 | 20 | ||||||||||
額定流量系數(shù)Kv | 1.8 | 2.4 | 4.4 | 4 | 11 | 20 | 30 | 48 | 75 | 120 | 190 | 300 | 480 | 760 |
允許壓差(MPa) | 2.5 | 2.0 | 1.6 | 1.0 | ||||||||||
公稱壓力(MPa) | 1.6 4.0 6.4 | |||||||||||||
固有流量特性 | 快開 | |||||||||||||
保證調(diào)壓閥正常工作 的**小壓差P(MPa) | 0.05 | |||||||||||||
壓力分段范圍 (KPa) | 15～50 40～80 60～100 80～140 120～80 160～220 200～260 240～300 280～350 330～400 380～450 430～500 480～560 540～620 600～700 680～800 780～900 800～1000 900～2000 | |||||||||||||
工作溫度℃ | 液體≤140;氣體≤80；配冷凝器和散熱片≤350 | |||||||||||||
自力式壓力調(diào)節(jié)閥適合介質(zhì) | 氣體、蒸汽、低粘度液體 | |||||||||||||
法蘭尺寸、型式 | PN10、16、40GB9113-88、PN64JB/T7-94；PN10，16凸式，PN40，64凹式 或根據(jù)用戶要求選配其它標(biāo)準(zhǔn)型式的法蘭(如：ANSI、JIS、DIN等標(biāo)準(zhǔn)) | |||||||||||||
結(jié)構(gòu)長度 | 按GB12221-89標(biāo)準(zhǔn) | |||||||||||||
可配附件 | 冷凝器(用于介質(zhì)為蒸汽的場合)、散熱片等。 | |||||||||||||
執(zhí)行機構(gòu)信號接口 | 內(nèi)螺紋M16×1.5 | |||||||||||||
閥門是用在蒸汽管道上的，投入使用才短短一兩個月，用戶就報修。到現(xiàn)場一看，大量蒸汽從調(diào)節(jié)閥膜頭的排氣孔中排出，噪聲極大，聲勢驚人。事故原因，明顯是蒸汽沒經(jīng)過冷凝，直接進入膜頭，燒壞了膜片。 用于蒸汽管道的自力式壓力調(diào)節(jié)閥，安裝時必須在執(zhí)行器和管道之間加一個冷凝罐，不能讓蒸汽進入執(zhí)行器膜頭，而且，調(diào)節(jié)閥必須頭朝下安裝，冷凝罐要高于膜頭，初次使用，一定要將冷凝罐和膜頭中加滿水。看現(xiàn)場的安裝方式，詢問現(xiàn)場儀表人員，這些都沒問題，那么是什么造成的呢？令人百思不得其解。后來，仔細詢問了一個操作工，無意之下得知：這臺閥門安裝、投入使用后，冷凝罐和膜頭之間的銅管接頭一直在斷斷續(xù)續(xù)地漏水。原來是這樣，漏水導(dǎo)致冷凝罐里的水慢慢漏光，蒸汽就進入膜頭，燒壞了膜片。
石油化工工藝裝置中的蒸汽管道具有高溫和汽液兩相流等特點,做好石油化工裝置中蒸汽管道的配管設(shè)計十分重要,在對蒸汽管道進行設(shè)計時,既要考慮設(shè)計成本和外形美觀,還應(yīng)滿足蒸汽管道的物理要求,充分考慮各方面因素,達到安全性和經(jīng)濟性統(tǒng)一,保證蒸汽管道發(fā)揮正常的作用.本文主要介紹了石油化工裝置蒸汽管道的設(shè)計分類,以及蒸汽管道配管設(shè)計要求及注意事項.
由此可見，自力式壓力調(diào)節(jié)閥在蒸汽管道上使用時，安裝、維護方面一定要多加注意，為保證調(diào)節(jié)閥正常運行，千萬不能讓接頭漏水，不能讓冷凝罐缺水，要定期檢查，適時加水。其實，不光是自力式壓力調(diào)節(jié)閥，就是其它的自力式調(diào)節(jié)閥，在使用時也需注意維護和保養(yǎng)才行。
另外，蒸汽壓力如果較高，最好選用活塞式執(zhí)行器，而不取薄膜式執(zhí)行器，因為膜片一般能承受的壓力不超過0.4Mpa，過此雖然能用，卻要大大降低使用壽命。而自力式蒸汽調(diào)節(jié)閥主要依靠的可能就是蒸汽了。自立式蒸汽調(diào)節(jié)閥的工作由閥后壓力進行控制。每次當(dāng)蒸汽壓力感應(yīng)器檢測到閥門壓力指示在慢慢升高的時候，自力式蒸汽調(diào)節(jié)閥閥門開度減小；當(dāng)檢測到自力式蒸汽調(diào)節(jié)閥后壓力減小，閥門開度就會慢慢增大，以滿足當(dāng)時的控制要求。
